局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

1、局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)目錄第1章 局域網(wǎng)組網(wǎng)概論1.1 認(rèn)識(shí)局域網(wǎng)1.2 局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)1.3 局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備1.4 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.5 網(wǎng)絡(luò)布線第2章 局域網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)2.1 通信協(xié)議 2.2 IP地址與子網(wǎng)掩碼2.3 對等局域網(wǎng)的組建2.4 組建以太網(wǎng)第3章 無線局域網(wǎng) 3.1 無線局域網(wǎng)概述 3.2 配置無線局域網(wǎng) 3.3 展頻技術(shù)第4章 局域網(wǎng)安全 4.1安全現(xiàn)狀分析 4.2 常用局域網(wǎng)攻擊方式 4.3 防火墻系統(tǒng) 4.4 其他防范策略第5章 局域網(wǎng)組網(wǎng)實(shí)例 5.1 宿舍組網(wǎng) 5.2 企業(yè)組網(wǎng)第1章 局域網(wǎng)組網(wǎng)概論【本章學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 了解局域網(wǎng)的定義、起源、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢。2 了解局域網(wǎng)的

2、布線和設(shè)備。3 掌握局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)模型。【導(dǎo)入案例】華為邁進(jìn)Gartner有線無線局域網(wǎng)接入基礎(chǔ)設(shè)施遠(yuǎn)見者象限近日，全球領(lǐng)先的信息與通信解決方案供應(yīng)商華為宣布成功邁進(jìn)Gartner最新發(fā)布的2016年有線*局域網(wǎng)接入基礎(chǔ)設(shè)施魔力象限的遠(yuǎn)見者象限。這是繼2012年華為參加評估以來首次進(jìn)入遠(yuǎn)見者象限(注1)。華為在有線*一體化領(lǐng)域，市場增長迅猛，全球市場表現(xiàn)優(yōu)異。在保持優(yōu)秀執(zhí)行力的情況下，華為在遠(yuǎn)見力上位置大幅提升，華為相信這源于華為對市場的準(zhǔn)確洞察、正確的產(chǎn)品策略以及持續(xù)的產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新。華為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線總裁劉少偉表示：“華為在過去一年里繼續(xù)保持市場高速增長，全球渠道日益成熟，產(chǎn)品方案贏

3、得了廣泛的客戶認(rèn)可。此次在遠(yuǎn)見力位置上大幅提升得益于我們敏銳精確的市場洞察、富有遠(yuǎn)見的市場戰(zhàn)略以及極具創(chuàng)新的產(chǎn)品和方案。華為堅(jiān)持以客戶為中心，一直以來堅(jiān)持創(chuàng)新技術(shù)的持續(xù)研發(fā)投入，在園區(qū)幫助企業(yè)客戶積極應(yīng)對數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的用戶和業(yè)務(wù)移動(dòng)化、應(yīng)用云化帶來的新挑戰(zhàn)，從而構(gòu)建卓越體驗(yàn)的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)“根據(jù)Gartner報(bào)告，“遠(yuǎn)見者象限中的廠商應(yīng)該能夠不斷地充實(shí)其產(chǎn)品和服務(wù)，為市場提供獨(dú)特和差異化方案。遠(yuǎn)見者廠商必須具備在企業(yè)市場接入層的一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域(例如：融合、安全、管理及運(yùn)營效率等領(lǐng)域)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的能力?！睘閹椭髽I(yè)輕松應(yīng)對移動(dòng)化、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、SDN等新興技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，華為在有線*一體

4、化領(lǐng)域陸續(xù)發(fā)布了一系列差異化的產(chǎn)品和解決方案。譬如，在產(chǎn)品創(chuàng)新上，華為推出了業(yè)界首款802.11acwave2室內(nèi)智能高密天線AP設(shè)備，以及支持iPCA和有線*深度融合等特性的業(yè)界首款盒式敏捷交換機(jī)。在解決方案創(chuàng)新上，華為推出敏捷分布式Wi-Fi方案以及云管理網(wǎng)絡(luò)解決方案等多個(gè)創(chuàng)新方案。華為敏捷分布式Wi-Fi方案采用創(chuàng)新的三層分布式架構(gòu)(AC+中心AP+遠(yuǎn)端單元RU)，徹底解決酒店，宿舍，醫(yī)院等房間密集型場景下室內(nèi)信號(hào)弱和網(wǎng)絡(luò)性能低的問題;華為云管理網(wǎng)絡(luò)解決方案利用云技術(shù)實(shí)現(xiàn)了園區(qū)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、部署、運(yùn)維的全生命周期的網(wǎng)絡(luò)云管理，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)分鐘級上線，不僅服務(wù)于中小園區(qū)，也能適用于中大型園區(qū)，云管

5、理平臺(tái)可租可買，用戶既可以選擇華為或MSP提供的服務(wù)，也可以自建企業(yè)級云管理平臺(tái)。華為除了堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，為客戶提供差異化方案外，在有線*一體化領(lǐng)域仍然保持了高速的市場增長。根據(jù)Gartner的2016Q1企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場份額報(bào)告(注2)顯示，2016年第一季度華為企業(yè)園區(qū)以太網(wǎng)交換機(jī)收入排名全球No.3;企業(yè)WLAN設(shè)備收入增長迅速，同比增長102.5%。此外，華為有線*一體化方案和產(chǎn)品已經(jīng)在教育、政府和公共事業(yè)、金融、能源、醫(yī)療、交通等多個(gè)垂直行業(yè)中廣泛應(yīng)用，客戶遍及全球。 來源:互聯(lián)網(wǎng) 電力電子論壇 2016/10/8【思考提示】什么是局域網(wǎng)？局域網(wǎng)為何發(fā)展這么迅速？它

6、又有什么優(yōu)勢得以到現(xiàn)在還受到人們的廣泛關(guān)注？1.1認(rèn)識(shí)局域網(wǎng)1.1.1局域網(wǎng)的定義局域網(wǎng)（Local Area Network LAN）是一種局部的小范圍內(nèi)（一般為幾公里），以實(shí)現(xiàn)資源共享、數(shù)據(jù)傳遞和彼此通信為基本目的，由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)連接）設(shè)備和通信線路等硬件按照某種網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)連接而成的，配有相應(yīng)軟件的高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機(jī)共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務(wù)等功能。局域網(wǎng)屬于封閉型的網(wǎng)絡(luò)，它可以只包含兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，也可以由上千臺(tái)計(jì)算機(jī)組成。就局域網(wǎng)（LAN）而言，它的名字本身隱含了地理范圍的局域性，正因?yàn)檫@種局域性，LAN有比廣域網(wǎng)高得

7、多的信息傳輸速率，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常用的是總線型和環(huán)型，這與廣域網(wǎng)也有所不同。局域網(wǎng)的服務(wù)范圍一般是一個(gè)部門或者一家公司，這決定了它以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）覆蓋的地理范圍小，只在一個(gè)局部范圍內(nèi)聯(lián)，比如一棟建筑物。（2）局域網(wǎng)使用專門的傳輸介質(zhì)，數(shù)據(jù)傳輸率高于廣域網(wǎng)（10Mb/s-10Gb/s），且傳輸介質(zhì)不止一種。（3）誤碼率低，具有很高的可靠性。（4）用戶集中，歸屬與管理單一，組網(wǎng)、維護(hù)以及拓展簡便。1.1.2局域網(wǎng)的分類可從下面幾個(gè)方面對局域網(wǎng)進(jìn)行劃分：(1) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：根據(jù)局域網(wǎng)采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可分為總線型局域網(wǎng)、環(huán)型局域網(wǎng)、星型局域網(wǎng)和混合型局域網(wǎng)等。這種分類方法比較常用。(2) 傳輸介質(zhì)：局

8、域網(wǎng)上常用的傳輸介質(zhì)有同軸電纜、雙絞線、光纜等，因此可以將局域網(wǎng)分為同軸電纜局域網(wǎng)、雙絞線局域網(wǎng)和光纜局域網(wǎng)。如果采用的是無線電波，微波，則可稱為無線局域網(wǎng)。(3) 訪問傳輸介質(zhì)的方法：傳輸介質(zhì)提供了二臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)互連并進(jìn)行信息傳輸?shù)耐ǖ馈Ｔ诰钟蚓W(wǎng)上，經(jīng)常是在一條傳輸介質(zhì)上連有多臺(tái)計(jì)算機(jī)（如總線型和環(huán)型局域網(wǎng)），即大家共享同一傳輸介質(zhì)。而一條傳輸介質(zhì)在某一時(shí)間內(nèi)只能被一臺(tái)計(jì)算機(jī)所使用，那么在某一時(shí)刻到底誰能使用或訪問傳輸介質(zhì)呢？這就需要有一個(gè)共同遵守的準(zhǔn)則來控制、協(xié)調(diào)各計(jì)算機(jī)對傳輸介質(zhì)的同時(shí)訪問，這種準(zhǔn)則就是協(xié)議或稱為媒體訪問控制方法。據(jù)此可以將局域網(wǎng)分為以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等。(4) 網(wǎng)絡(luò)操作

9、系統(tǒng)：正如微機(jī)上的DOS、UNIX、WINDOWS、OS/2等不同操作系統(tǒng)一樣，局域網(wǎng)上也有多種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。因此，可以將局域網(wǎng)按使用的操作系統(tǒng)進(jìn)行分類，如Novell公司的Netware網(wǎng)，3COM公司的3+OPEN網(wǎng)，Microsoft公司的Windows 2000網(wǎng)，IBM公司的LAN Manager網(wǎng)等。此外，還可以按數(shù)據(jù)的傳輸速度分為10Mbps局域網(wǎng)、100Mbps局域網(wǎng)、千兆局域網(wǎng)等；按信息的交換方式可分為交換式局域網(wǎng)、共享式局域網(wǎng)等。1.2局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)OSI參考模型中，物理層的目的是將原始的位流從一臺(tái)機(jī)器傳輸?shù)搅硪慌_(tái)機(jī)器上，這種原始的傳輸過程是通過傳輸介質(zhì)來完成的。

10、傳輸介質(zhì)又稱傳輸媒體，它是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)里發(fā)送器與接收器之間的物理通路。傳輸介質(zhì)可以分為兩大類：導(dǎo)向傳輸介質(zhì)（如銅線或者光纖）和非導(dǎo)向傳輸介質(zhì)（如空氣的無線電和微波）。下面介紹幾種常見的傳輸介質(zhì)1.2.1雙絞線雙絞線（Twisted Pair Wire）也成雙紐線，是將兩股相互絕緣的金屬導(dǎo)線并排排列，按照一定的規(guī)則纏繞在一起，以減少信號(hào)在電纜中傳輸?shù)脑肼暫碗姶鸥蓴_。雙絞線是局域網(wǎng)中使用最普遍的傳輸介質(zhì)，其質(zhì)量的好壞直接影響局域網(wǎng)的性能。如圖1-1所示。圖1-1 雙絞線實(shí)物圖按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，雙絞線可以細(xì)分為多類，下面介紹其中最常用的兩類：第一類：按照纜線結(jié)構(gòu)分類，分為屏蔽雙絞線（STP）和非屏

11、蔽雙絞線(UTP)，不同在于非屏蔽雙絞線外層只有一層絕緣膠皮，因此重量輕，易于安裝，而屏蔽雙絞線在雙絞線與絕緣膠皮之間有一層金屬材料，這種結(jié)構(gòu)可以減少輻射，防止信息被竊聽，同時(shí)還有較高的信息傳輸速率，安裝所需要的技術(shù)要求要高于非屏蔽雙絞線。第二類：按照使用領(lǐng)域分類，分為5個(gè)類別，分別是：（1）專門為電話系統(tǒng)設(shè)計(jì)的雙絞線（2）用于語音和綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)（3）用于傳輸速率最高可達(dá)16Mbps的以太網(wǎng)（4）用于10Base-T和100Base-T的網(wǎng)絡(luò)（5）該類電纜增加了纜線密度，外套一種絕緣材料，用于語音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸1.2.2同軸電纜同軸電纜也是局域網(wǎng)中最常見的傳輸介

12、質(zhì)之一，它是由內(nèi)外相互絕緣的同軸心導(dǎo)體組成的電纜，內(nèi)導(dǎo)體為銅線，外導(dǎo)體為銅管或者銅網(wǎng)。電在電纜內(nèi)傳輸，電磁場封閉在內(nèi)外導(dǎo)體之間，所以同軸電纜的輻射損耗小，受外界干擾影響小。如圖1-2所示。圖1-2 同軸電纜實(shí)物圖同軸電纜一般按照直徑大小分類，分為粗同軸電纜和細(xì)同軸電纜。粗同軸電纜適用于大型的局域網(wǎng)，它的覆蓋范圍大，可靠性高，安裝的時(shí)候不需要切斷電纜，可以根據(jù)需要靈活的調(diào)整計(jì)算機(jī)的位置，但同時(shí)，粗同軸電纜需要安裝收發(fā)器電纜，安裝難度較大。而相比之下，細(xì)同軸電纜則安裝簡單，造價(jià)低，但是安裝過程中需要切斷，頭部安裝網(wǎng)絡(luò)連接頭，而當(dāng)接頭過多時(shí)，容易發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障。1.2.3光纖光纖是指使用玻璃纖維或者塑

13、料纖維傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸介質(zhì)，信號(hào)以光脈沖的形式存在于光纖內(nèi)，發(fā)射端一般是發(fā)光二極管或者激光器，接收端是光敏元件檢測光脈沖。如圖1-3所示。圖1-3 光纖實(shí)物圖光纖的種類很多，根據(jù)用途的不同，具有的功能也有一定的差異，一般按照折射率分布、傳輸模式、制造方法分為以下幾類：第一類：按照折射率分布分類：階躍型光纖、漸變光纖、W型光纖等第二類：按照傳輸模式分類：單模光纖、多模光纖。第三類：制作方法分類：化學(xué)氣相沉積（VCD）法，拉絲法有管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。與雙絞線相比，光纖具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）頻帶寬 相比雙絞線，光纖具有更寬的傳輸帶寬，這意味著光纖的傳輸容量更大，目前單個(gè)光源的

14、帶寬只占了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾百兆赫，好的單模光纖可達(dá)10GHz以上)，采用先進(jìn)的相干光通信可以在30000GHz范圍內(nèi)安排2000個(gè)光載波，進(jìn)行波分復(fù)用，可以容納上百萬個(gè)頻道。（2）損耗更低相比電纜，光導(dǎo)纖維的損耗則要小得多，傳輸1.31um的光，每公里損耗在035dB以下若傳輸1.55um的光，每公里損耗更小，可達(dá)02dB以下。這使其能傳輸?shù)木嚯x要遠(yuǎn)得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個(gè)特點(diǎn)，一是在全部有線電視頻道內(nèi)具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引入均衡器進(jìn)行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔(dān)心因環(huán)境溫度變化而造成干線電平的波動(dòng)。（3）抗干擾能力強(qiáng)因?yàn)楣饫w的基本成

15、分是石英，只用于光的傳輸，不導(dǎo)電，因此不受電磁場的作用，在其中傳輸?shù)墓庑盘?hào)也不受電磁場的影響，故光纖傳輸對電磁干擾、工業(yè)干擾有很強(qiáng)的抵御能力。也正因?yàn)槿绱?，在光纖中傳輸?shù)男盘?hào)不易被竊聽，因而利于保密。1.2.4無線通信介質(zhì)無線通信介質(zhì)也稱為無線傳輸介質(zhì)，通過空氣存在的自由空間傳輸信號(hào)，信號(hào)的形式可以是數(shù)字信號(hào)或者模擬信號(hào)，目前通過空氣傳輸信號(hào)的無線傳輸介質(zhì)有紅外線、無線電波、微波等。（1）紅外傳輸紅外傳輸是通過空氣使用紅外線傳輸數(shù)據(jù)，紅外線的光譜低于可見光，不具有穿透性，因此紅外傳輸?shù)姆栏`聽能力較強(qiáng)，但同時(shí)容易受到強(qiáng)光的干擾，導(dǎo)致信號(hào)被破壞。傳輸方式有兩種：點(diǎn)對點(diǎn)和廣播式。（2）無線電傳輸無線

16、電的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)的傳輸可以穿過墻壁和其他建筑物，因此不需要發(fā)送端和接收端可視。它的傳輸距離可以根據(jù)發(fā)射器的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，信號(hào)的接受端可以在一定范圍內(nèi)移動(dòng)。但是無線電波傳輸信號(hào)也有一定的問題，比如無線電波的傳播方向是多向的，因此信號(hào)很容易被截獲，保密性差，同時(shí)無線電波容易受到電磁干擾，可靠性差。（3）微波通信微波指的是電磁波中頻率大于1GHZ的電波。微波的通信依賴于功率極大的聚焦能量束，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的信息傳輸。微波通信可以分為地面微波通信系統(tǒng)和衛(wèi)星微波通信系統(tǒng)。微波系統(tǒng)常常用于兩個(gè)不方便使用有線介質(zhì)的建筑物之間，因?yàn)樵诟哳l率范圍內(nèi)傳輸，因此具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率。1.3 局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備1.3.1

17、網(wǎng)卡網(wǎng)卡（Network Interface Card,簡稱NIC），是傳輸介質(zhì)與局域網(wǎng)相互連接的接口，是局域網(wǎng)的基本部件之一，又稱網(wǎng)絡(luò)卡，網(wǎng)絡(luò)接口卡或者網(wǎng)絡(luò)適配器。如圖1-4所示.圖1-4 網(wǎng)卡實(shí)物圖網(wǎng)卡和局域網(wǎng)之間的通信是通過電纜或雙絞線以串行傳輸方式進(jìn)行的。而網(wǎng)卡和計(jì)算機(jī)之間的通信則是通過計(jì)算機(jī)主板上的I/O總線以并行傳輸方式進(jìn)行。因此，網(wǎng)卡的一個(gè)重要功能就是要進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換。主要功能包括：（1）數(shù)據(jù)的封裝與解封發(fā)送時(shí)將上一層交下來的數(shù)據(jù)加上首部和尾部，成為以太網(wǎng)的幀。接收時(shí)將以太網(wǎng)的幀剝?nèi)ナ撞亢臀膊浚缓笏徒簧弦粚樱?）鏈路管理主要是CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ，帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問）協(xié)議的實(shí)現(xiàn)（3）編碼與譯碼即曼徹斯特編碼與譯碼。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和媒體訪問方式需要不同的網(wǎng)卡，如以太網(wǎng)卡和令牌環(huán)網(wǎng)卡等，前者更為常用。以太網(wǎng)卡根據(jù)網(wǎng)卡與主板總線的連接方式、網(wǎng)卡的傳輸速率、網(wǎng)卡與傳輸介質(zhì)連接的接口以及應(yīng)用領(lǐng)域可以分為不同的類型。（1）按照總線類型分類通常，網(wǎng)卡按照計(jì)算機(jī)主板總線接口類型可以分為：ISA、PCI、PCMCIA、USB等。（2）按照接口類型